红山一号隧道洞口加强段施工分析

摘要：本文根据具体隧道工程，对隧道洞口加强段施工进行了分析，包括施工方案、施工工艺及施工保证措施.为广大施工人员提供参考.

关键词：洞口加强段 施工工艺 保证措施

1 工程简介

新建兰新铁路第二双线是国家重点工程项目,兰州至西宁段站前工程LXS-3标段DK146+120-DK146+305红山一号隧道位于青海省乐都县境内,全长185m.隧道地层主要为第四系上更新统风积砂质黄土,冲积砂质黄土、粗圆砾土及上第三系中新统砂岩夹砾岩夹泥岩.

2 洞口加强段施工方法

2.1 施工方案

洞口加强段围岩采用单侧壁导坑法施工.因隧道进出口围岩较差,确保施工安全首先在施工砼套拱,作为长管棚导向墙,套拱内设I20工字钢支撑并与管棚焊接在一起.超前大管棚采用φ127×45mm热轧无缝钢管大管棚,管棚长35m,环距0.5m.洞口加强段避开雨季施工,为确保围岩稳定性以人工风镐开挖为主,小型挖掘机开挖为辅.左侧壁开挖,上段面台阶领先下台阶1.5-3m,上台阶开挖时每循环进尺0.75m左右,拱部和中壁墙开挖后及时初喷砼4cm封闭围岩然后型钢拱架、挂网、打径向系统锚杆再喷砼至设计厚度.为减小下台阶开挖时因拱部初期支护拱脚悬空引起下沉,下台阶边墙和中壁墙交错开挖落底,初期支护拱脚部位设锁脚锚杆加固,单侧边墙及中壁墙开挖后立即初喷砼4cm封闭边墙围岩,然后接长边墙和中壁墙型钢拱架、挂网、打锚杆再喷砼至设计厚度.右侧壁开挖,上台阶开挖时每循环进尺0.75m左右,拱部开挖后及时初喷砼4cm封闭围岩,然后立型钢拱架、挂网、打径向系统锚杆,再喷砼至设计厚度.下台阶开挖后立即初喷砼4cm封闭边墙围岩然后接长钢拱架、挂网、打锚杆,再喷砼至设计厚度.拆除中壁墙临时支护后及时施作仰拱初期支护以利于初期支护的整体受力.

2.2施工工艺

套拱及超前大管棚,在复合式衬砌外施工砼套拱,套拱纵向长0.8m作为长管棚导向墙,套拱内设41个φ150孔口管和I20工字钢支撑,孔口管和I20工字钢支撑焊接在一起.超前大管棚采用φ127×45mm热轧无缝钢管大管棚,管棚长35m,在管壁上间隔20cm按梅花形钻φ20mm孔.环向间距50cm,仰角1°方向与线路中线平行.

左侧壁上台阶开挖,确保围岩稳定性,以人工风镐开挖为主,辅以小炮松动爆破,每循环进尺0.75m.左侧壁上台阶中壁墙临时支护及侧壁支护,侧壁和中壁墙开挖后及时初喷砼4cm封闭围岩然后型钢拱架、锁脚锚杆、挂网、打径向系统锚杆再喷砼至设计厚度.

左侧壁下台阶开挖,左侧壁下台阶开挖以反铲挖掘机开挖为主,人工开挖边墙和中壁墙为辅,每循环进尺1.5m.左侧壁下台阶中壁墙临时支护及侧壁支护,左侧壁下台阶开挖后立即初喷砼4cm封闭边墙围岩,然后接长边墙和和中壁墙型钢拱架、锁脚锚杆、挂网、打锚杆再喷砼至设计厚度.边墙型钢拱架、拱部型钢拱架和仰拱型钢拱架对应连接,螺栓接后焊接加固.

右侧壁上台阶开挖,方法同左侧壁上台阶开挖.右侧壁上台阶侧壁支护,侧壁开挖后及时初喷砼4cm封闭围岩,然后型钢拱架、锁脚锚杆、挂网、打径向系统锚杆,再喷砼至设计厚度.侧壁型钢拱架与左侧壁型钢拱架对应连接,螺栓接后焊接加固.

右侧壁下台阶开挖,方法同左侧壁下台阶开挖.右侧壁下台阶侧壁支护及仰拱初期支护,右侧壁下台阶开挖后立即初喷砼4cm封闭边墙围岩然后接长边墙和中壁墙型钢拱架与仰拱型钢拱架形成封闭、锁脚锚杆、挂网、打锚杆再喷砼至设计厚度.边墙型钢拱架、拱部型钢拱架和仰拱型钢拱架对应连接,螺栓接后焊接加固.

中壁墙临时支护拆除,左侧壁型钢拱架、右侧壁型钢拱架和仰拱型钢拱架形成封闭后即可以拆除中壁墙临时支护.仰拱、矮边墙及电缆沟混凝土浇筑,仰拱及矮边墙混凝土浇筑与掌子面距离控制在20m以内,每5-10m施作一次,人工清底,仰拱填充分左右半幅施工,每段连续填充10-20m.

二次衬砌浇筑,二次衬砌根据围岩量测结果及时施作确保围岩稳定.二次衬砌采用全断面液压衬砌台车整体浇筑施工.

2.3 掘进作业循环时间安排

根据掘进作业循环图,完成一个循环需30h,施工时左侧壁与右侧壁开挖平行作业,以加速进度.考虑施工过程中可能的干扰,每天完成1.4循环,进尺1.0m.每月确保28个有效工作日,月进尺确保开挖折合成洞28m.

3洞口加强段施工措施

本隧道洞口加强段根采用超前大管棚预支护施工措施.

3.1 施工准备

采用钻机施钻,大管棚施工准备工作主要包括钻机保养和试运转、封闭掌子面、测量放样布孔和孔位插钎标记及及铺设钻机走行轨等.

3.2混凝土套拱施工

超前大管棚施工前先把混凝土套拱开挖出来,将以加工好I20套拱钢支撑2榀,焊接在Φ22锁脚锚杆上焊接一定要牢固；钢支撑与钢支撑间采用Φ22钢筋作为连接筋,环向间距1.0m；待套拱钢支撑定位完毕后在钢支撑上进行L=0.8m,Φ150mm孔口管定位；孔口管分布在已定位好钢支撑上,Φ16固定筋与孔口管、20b工字钢拱采用双面焊接，焊缝长度不小于80mm,环向间距50cm.导向管采用φ150mm热轧无缝钢管,壁厚4.5mm,长度为0.8m,共41根,布置在隧道拱部180度范围内,为保证钻孔方向孔方向准确相邻钢管方向误差不超过2cm,角度误差不超过0.1度.

3.3大管棚加工

采用φ127×4.5mm热轧无缝钢管大管棚,管棚长35m,钢管前端呈尖锥状,尾部焊接φ10加筋箍,在管壁四周钻2排φ20mm的压浆孔,间隔20cm按梅花形布置.

3.4封闭掌子面、钻孔

喷射C25混凝土封闭掌子面,保证钻孔时套拱稳定、不偏移、不沉降；准备工作完成,钻机就位后开始钻孔,钻孔直径Ф150mm,钻孔深度为35m,钻杆长1m,逐节接长直至钻完为止,钻孔顺序自上至下施工.

3.5大管棚安装

施工中钻孔方向、位置均用测量仪器测定并用测斜仪测定钢管的偏斜度及时纠正,以免影响开挖和支护.大管棚每钻完一孔,立即进行该孔装管以防塌孔；在装管前第一节必须做成锥形以便于更好的装管.

管棚接头采用丝扣连接,丝扣长为15cm,相邻管棚接头至少错开1m,接头在同一截面上不超过50%；为钢管接头错开进行编号,奇数管棚第一节钢管6m,偶数钢管第一节钢管3m；装管时管与管间丝扣要上满然后用钻机顶进逐节接长,依次顶进至到位为止,注浆前用抹布将管口堵住.

3.6钢筋笼安装、注浆

上部管棚钻孔、装管完毕后插入钢筋笼,灌注30号水泥砂浆,增加大管棚的刚度及承载力.钢筋笼采用φ50壁厚4.5mm无缝钢管作为固定环,外焊4根Φ22钢筋,分节加工,焊接安装.

4 结论

本文对某隧道工程洞口加强段施工进行分析,在工程实际中只有按照设计方案进行,科学合理的编制施工组织计划才能保证工程顺利完工.

参考文献

[1]《公路隧道施工技术规范》（JTG F60－2009）.

[2]《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）.

[3]《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004).

[4]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001).

[5]《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076－95）.

[6]《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-95）.